古人很聪明,现代人跟聪明。古仪器很神奇,现代的跟科学!
刘浩腾2013/08/12物理 IP:上海

attachment icon 漏斗改进.txt 55.00KB TXT 40次下载   该图为古时候的水漏斗计时器。当水面至液面A时,其高度记为H⑴,出水口液面压强为p⑴;当水面至液面B,其高度记为H⑵,出水口液面压强为p⑵; 由于H⑴≠H⑵,所以p⑴≠p⑵;由于出水口液面在不同时刻(即水面处于不同高度)时,其压强也不同,所以其流出水的速率在不同时刻就不同,因此该水漏斗计时不均等.不精确。

如下图所示:
   -1891689539.jpeg



     765995798.jpeg










该图为改进后的水漏斗计时器。

图中浮标浮在水面,其上固定着不动的固定杆,紧密连接着【新】出水口。新出水口用软管与旧出水口相连。这样就保证了【新】出水口液面与浮标液面(即水面)的高度差始终不变,所以两液面压强差始终不变,因此其出水效率始终不变,这样漏斗计时就更加均等.更加精确地计时。  ]
来自:数理化 / 物理
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~~空空如也
zx-16533
10年9个月前 IP:未同步
559556
似乎马略特容器也有同样的效果, 而且更简单
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古人
10年9个月前 IP:未同步
559559
我很聪明,现代人更聪明。我的仪器很神奇,现代的更科学![s:274][s:178][s:230]
+1
科创币
【四方】
2013-08-12
高质量发帖
+1
科创币
yanli12321
2013-08-13
卖萌自重
+1
科创币
阿飘先生
2013-08-13
卖萌自重啊
+1
科创币
绘梦工坊
2013-08-14
狠萌。。。
+1
科创币
光谱
2013-08-19
自重。。。
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布布卡
10年9个月前 IP:未同步
559560
回 2楼(古人) 的帖子
古人好棒。。 [s:275] 。。。感到无力。。
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power_rdx
10年9个月前 IP:未同步
559579
楼主你就没发现,沙漏中不管沙子位置有多高,漏下的速度都是不变的么?
+1
科创币
飞线大师
2013-08-13
但是水好像不一样
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刘浩腾作者
10年9个月前 IP:未同步
559624
回 1楼(kokming999) 的帖子
绝无抄袭,是自己的小小想法。
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刘浩腾作者
10年9个月前 IP:未同步
559627
回 4楼(power_rdx) 的帖子
这是液体漏斗,随着液面下降,底部液体压强下降,所受的挤压力减少。因此出水速率不断减小。

帖子里面少了个图: 765995798.jpeg
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wxwdxx
10年9个月前 IP:未同步
559646
不打错别字你能死啊?
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10年9个月前 IP:未同步
559660
回 6楼(刘浩腾) 的帖子
但沙子之间存在摩擦,所以沙子才保持匀速、而液体就没什么摩擦了
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刘浩腾作者
10年9个月前 IP:未同步
559669
回 8楼(变废为宝) 的帖子
沙子是流体,上下有高度差就会有压强差,只不过比液体小得多。而且沙子漏斗也不能用上述装置,沙子很难流出。谢谢提问!
+1
科创币
20!Dopaminor
2013-08-17
后哈哈哈哈哈哈哈哈哈,沙柱越高,下面的孔喷出的沙越远?求视频,哈哈哈
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power_rdx
10年9个月前 IP:未同步
559702
回 9楼(刘浩腾) 的帖子
流体是液体和气体的统称,沙子显然不是流体
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刘浩腾作者
10年9个月前 IP:未同步
559716
回 10楼(power_rdx) 的帖子
细小的沙子微粒很小,可以看作流体,是不是定义为流体我也不知道,但它确实有流动性,可以验证我的观点。让您误会是我的过错。
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power_rdx
10年9个月前 IP:未同步
559741
回 11楼(刘浩腾) 的帖子
有流动性的东西可以有很多,但是它们的性能也会相差很多。你说沙子也可以证明你的观点,那为什么沙漏不管沙面多高,下漏的速度都是一样的呢?
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刘浩腾作者
10年9个月前 IP:未同步
560076
回 12楼(power_rdx) 的帖子
你说的那是表面张力,也是分子间作用力,而每滴水的分子作用力几乎是一样的,也是很小的。它根本就无法平衡掉压强差所带来的作用力。除非你选择特别粘稠的液体和选用口径最小的漏斗。对我的观点有所怀疑的话,可以做一个古代液体漏斗,比较相同时间段在不同的液面差的情况下,比较下落水滴的个数。   实践是检验真理的唯一标准。前提是科学合理的实践!
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power_rdx
10年9个月前 IP:未同步
560121
回 13楼(刘浩腾) 的帖子
明天我来做个滴漏试试
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au+
10年9个月前 IP:未同步
560208
楼主的改进试验过吗?
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刘浩腾作者
10年9个月前 IP:未同步
560253
如果怀疑我,就请亲手实验
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势垒
10年9个月前 IP:未同步
560293
弱弱地说一句玻璃也算流体
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10年9个月前 IP:未同步
560298
诸位把简单的问题复杂化了,多加2个水桶就能解决此问题.
3个水桶ABC,A最高.C最低
A为储水桶
B为稳压桶
C为计时桶
因B桶高度一定
只要A桶向B桶的补水速率,大于B桶向C桶的出水速率,
B桶压强恒定,出水速率恒定。
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10年9个月前 IP:未同步
560299
为了更好的提高等时性,可多加几级稳压桶。
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十九
10年9个月前 IP:未同步
560311
回 19楼(李大猫) 的帖子
不怕各位笑话,我以前看到这图片还一直疑惑为什么要这么多级,今天算是真正明白个中缘由了。
1250059168_ACPb1Y.jpg

事实证明古人的仪器已经考虑到了这个问题了……
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10年9个月前 IP:未同步
560316
20楼图是三级补偿型浮箭漏,说白了,就是2级稳压。
明确记载这玩艺的最早文献是,孙绰《漏刻铭》(360年 晋)
根据文献推测,这玩艺是332年造。
看实物图为圆桶,应该是里梁以前的东西,502年以后,多为方的。
个人计算,折腾好了,昼夜误差小于1分钟,是可以达到的。
更多级的玩艺,操作会变得很困难,对精度的贡献有限。
+10
科创币
wesker
2013-08-15
见识了
+10
科创币
2013-08-15
还是后来的机械表好啊
+25
科创币
au+
2013-08-16
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10年9个月前 IP:未同步
560323
垂摆造的机械钟,不确定度能达到1e-8的水平。
俄国人造的电摆钟,实际走时不确定度达到3e-9的水平。
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刘浩腾作者
10年9个月前 IP:未同步
560479
回 18楼(李大猫) 的帖子
非常赞同,但是只有一个桶呢?
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刘浩腾作者
10年9个月前 IP:未同步
560481
回 20楼(十九) 的帖子
您的等级高,请教您一个问题:我是预备会员,凭这个原创贴可以转正吗?
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虎哥
10年9个月前 IP:未同步
560482
没明白稳压桶是如何工作的,在我看来,是稳压桶的出水调节率与储水桶相反,设计得当可正好抵消,有较长的日稳。
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10年9个月前 IP:未同步
560511
20楼的图,是一个现代仿品,没有废水回收装置
稳压桶中有上下各有一个出水口,只要进水量大于出水量.水位是一定的.
理论上级数越多越准,但考虑到实际运行与其他因素,4级是较好的选择.
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10年9个月前 IP:未同步
560515
回23楼,有电梯乘坐,为什么还要爬楼梯?
用杆子引入的工程问题,恐怕比几个水桶要大的多吧.
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刘浩腾作者
10年9个月前 IP:未同步
560520
回 20楼(十九) 的帖子
我仔细看了《漏刻铭》。它靠上一级水桶补水,尽量能的缩小液面差的变化,只有两桶出水速率相同才能保持液面差变化为0。而上一级又要更上一级水桶出水速率与之相同来维持这两级的液面差平衡。到了顶级就无法保持出水速率了,所以他只能随着级数的增加而无限的缩小误差。可能是因为古人没有理想的软管而无法进一步改进吧。如下图: 765995798.jpeg
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魂溷
10年9个月前 IP:未同步
560538
回 13楼(刘浩腾) 的帖子
表面张力更准确是分子之间的作用力不平衡引起的。如果达到企业平衡就没有了表面张力。
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10年9个月前 IP:未同步
560542
回28楼,你看我26楼的解释,出水速率是大于的关系.
你这样杆子设计,会引入很多其他误差
水温的变化会使桶内液面变化
水温会影响水的粘滞系数,
细长的管子会放大这个问题
如水桶的锥度
杆子的摩擦
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虎哥
10年9个月前 IP:未同步
560543
看懂了,这个计时装置真的非常巧妙,而且储水桶桶足够大(或勤于添加)的情况下可以接近连续的计时,只需要定时复位读数桶就行了,如果是计相对时间,那么任何时候复位都是可以的。历史课上为什么让我们思考一下原理呢——如果是科学史课,这个思考是必要的。
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刘浩腾作者
10年9个月前 IP:未同步
560664
回 26楼(李大猫) 的帖子
这个可以理解,多余的水可以排尽,那是很完善啊!图片伤看不到,多谢指点。
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刘浩腾作者
10年9个月前 IP:未同步
560666
回 30楼(李大猫) 的帖子
不是加了平衡重物了吗?而且水温在一段时间内变化是很微小的,那影响管子就更小了!
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10年9个月前 IP:未同步
560712
我的意思是这样的设计,引入的不确定因素太多了,误差来源太多了。
尤其是计时仪器,这样解决问题的思路是错误的。
说到本例,桶的加水后的形变,杆子的形变,等问题都是上文没说的。
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刘浩腾作者
10年9个月前 IP:未同步
560890
回 34楼(李大猫) 的帖子
这只是改进完善,并不是达到理想状态。你说的桶的形变在古时漏斗上也存在。再说水桶又不是纸糊的。现实中你说桶的形变会引起误差,就等于说不同质量的铁球从相同高度可以同时落地。是你想歪了!
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发热门诊
10年9个月前 IP:未同步
560949
稳压桶是计时的核心,只要水总是满的,桶的形变就不会引起误差,你那个设计水位随时在变,桶承受的压力越来越小,肯定不能避免这个问题,我想歪了么?
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刘浩腾作者
10年9个月前 IP:未同步
560976
回 36楼(李大猫) 的帖子
你不会用个强度高的铁桶啊?形变!你怎么不说气流运动带动桶的温度变化的呢!进而影响形变和造成误差呢?还望您抛弃那绝对的理想状态,回到你生活的现实生活。毕竟一切发明都运用于生活!问一句,您是从事什么的啊?是真心话,绝对没有恶意!
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虎哥
10年9个月前 IP:未同步
561003
仪表和计量是需要讨巧——能完全消去误差,就不用别的方法谋求无穷小;达到同样目的,能减少一个引入误差的环节就应该减少一个,这是基本原则。尺规作图二等分角,和用量角器来等分角,有本质的不同。

建议楼上学习误差传递知识,了解如何求置信区间,再回过头来看这个话题。大学物理实验,一定要认真做。

科创是在科学的范畴内有的放矢的创造,我们鼓励小发明小创造,又不能局限于小发明小创造的水平。

楼主在解决一个问题的同时,导致了N个毁灭性的副作用。看起来楼主还无法认识这N个毁灭性的副作用,请恶补。
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优级纯甲四醇
10年9个月前 IP:未同步
561040
多YY是好的
但是只有多动手去做   多检验结果  多发些并解决问题   才能得到真理  
纸上谈兵是永远不会有结果的,现实中的问题总是不期而遇,和yy相去甚远。
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刘浩腾作者
10年9个月前 IP:未同步
561055
回 38楼(虎哥) 的帖子
水位变化带来桶的形变变化我无法接受,它几乎无法影响计时结果。其他的影响因素可以请各位提出,大家一起讨论,改进完善。至于连杆平衡问题可以这样解决:加长连杆,然后分段固定,以减低其竖直的不平衡问题,进而降低不平衡所带来的摩擦问题。其他的还望各位提出改进。
+1
科创币
20!Dopaminor
2013-08-17
只是拿形变举例而已,而且就是这个形变可能就让误差增大几秒,你要知道手捏玻璃瓶都可以挤出两滴水的
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优级纯甲四醇
10年9个月前 IP:未同步
561071
随便想了个抵消水压和形变的结构   实际上黄色的浮筒完全可以改成固定的   滴水管用虹吸或者毛细都可以  就是要尽量低于水平面

W_@D%AWG@CTVHDXPWK[ICNC.jpg
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刘浩腾作者
10年9个月前 IP:未同步
561117
回 41楼(优级纯甲四醇) 的帖子
虹吸我赞同,但这图有点太抽象!
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zengsifu
3年7个月前 IP:广西
885215

IMG_20200818_224917.jpg

看到这个贴突然有个想法,如图,后来看回复发现跟18楼的意思一样,1为注水口,2为出水口,3为溢流口,只要1比2水流大,那么3会一直溢水,则水平面恒为h,这样压强只与水密度为正比(与温度有关),同时水流速度与出水口大小有关(可能影响的情况有结垢),因此计时精度只要考虑温度和出水口变化,为此可以将该结构置于封闭空间内(玻璃),使用陶瓷出水口(防蚀防锈),使用纯净水内循环(防垢),剩下的就是做水的温度补偿:在3溢流口处做一个可以改变高度的结构,用双金属片链接做成温度调节液面高度的温补装置。这样可以做出一个计时精度很高的装置。对了我随便算了一下水由于温度变化对压强影响从10度到40度有0.76%,还是挺大的,按中间校准则在10到40度之间有+-5min每天的误差,就是说10度的一天会比40度的一天快10分钟,所以考虑了温补。

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